第二定律的應(yīng)用

牛頓第二定律的應(yīng)用(一)F合=ma教學目標:

1、進一步掌握物體的受力情況分析，且能結(jié)合物體的運動情況進行受力分析；2、掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法；3、學會用牛頓運動定律和運動學公式解決力學問題；復習、引入：1、復習、提問：（1）、牛頓第二定律是研究什么的？是如何總結(jié)得出的？（2）、牛頓第二定律的內(nèi)容怎樣？（3）、牛頓第三定律是研究什么的？是如何總結(jié)得出的？（4）、牛頓第三定律的內(nèi)容怎樣？2、舉例、引入

前面我們學習了牛頓運動定律。知道了，根據(jù)牛頓運動定律可確定物體的運動和力的關(guān)系，使我們能夠把物體的運動情況和受力情況聯(lián)系起來。例如:小車在不同的牽引力作用下的運動。F合=maaVt=V0+atS=V0t+1/2at2

Vt2－V02=2as

一、應(yīng)用牛頓第二定律解題可分為兩類題型：一類是：已知物體受力情況，求解物體運動情況；一類是：已知物體運動情況，求解物體受力情況。S=(V0+Vt)t/2新課教學

例1、一木箱質(zhì)量為ｍ，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方的力推木箱，使木箱在水平面上做勻加速運動。Ｆ與水平方向成θ角，求經(jīng)過ｔ秒時木箱的速度?

θFm1、已知物體受力情況，求解物體運動情況；④根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出加速度；①確定研究對象——

物體或系統(tǒng)；②對研究對象進行受力分析，畫出物體的受力圖；③建立平面直角坐標系，利用正交分解法求合力F合；分析研究對象的運動情況，畫出物體運動的示意圖,應(yīng)用運動學公式，求出所求運動學的物理量;解此類問題的一般步驟:y木箱的受力圖xFNmgfF1F2θ

分力分別為：

F1=FcosθF2=FsinθaY軸方向

:Fy=N-F2-mg=N-Fsinθ-mg

=0

②

再建立平面直角坐標系

——進行正交分解；X軸方向

：Fx=F1-f=Fcosθ-

f=ma

①

最后分析木箱的運動情況

——畫出木箱運動的示意圖；應(yīng)用運動學公式求。分析：首先確定研究對象

——木箱；其次分析木箱的受力情況

——畫出受力圖；如右圖所示。根據(jù)F合=ma或

----求出加速度a；Fx=maxFy=may然后根據(jù)Vt=V0＋at得：Vt=V0＋

f=μN

③解：以木箱為研究對象；木箱的受力情況如圖所示；根據(jù)F合=ma得:Fx=F1-f=Fcosθ-f=ma

①

Fy=N-F2-mg=N-Fsinθ-mg=0

②

聯(lián)立①、②、③式，解答：

例2、一個滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角是30°,滑雪板與雪地的動摩擦因數(shù)為μ＝0.04。求：5s內(nèi)滑下的位移？ymgfNxaG1G2θ

分析：以滑雪人為研究對象；做初速為零的勻加速直線運動；人受力情況如圖所示；建立平面直角坐標系；

聯(lián)立①、②、③

式，解得：

a＝

g（sinθ－μcosθ）

S＝=10＝4.65(m／s2)以滑雪人為研究對象；在垂直斜面方向(Y軸方向):Fy=N-G2=0②在沿著斜面方向(X軸方向):Fx=G1-f=ma①f=μN

③

對滑雪人進行受力分析；（如圖所示）解:根據(jù)F合=ma得：×4.65×52＝57(m)根據(jù)得:S＝2、已知物體的運動情況，求解物體受力情況；解此類問題的一般步驟:①確定研究對象——物體或系統(tǒng)；②分析研究對象的運動情況,畫出物體運動的示意圖；應(yīng)用運動學公式，求出加速度a;③對研究對象進行受力分析，畫出物體的受力圖；④建立平面直角坐標系，利用正交分解法求合力F合；⑤

根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出所求的力；

例3、一塊木塊沿著粗糙的斜面勻加速下滑,初速度是零。2.0秒內(nèi)滑下的路程是5.0米，斜面的傾角是。求：木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)？分析:首先確定研究對象——木塊；

其次分析木塊的運動情況——作初速度為零的勻加速直線運動；

應(yīng)用運動學公式求出加速度a;S＝

再對木塊進行受力分析——畫出木塊的受力圖；建立平面直角坐標系，進行正交分解；根據(jù)F合=ma列方程，求出所求力。解：以木塊為研究對象；對木塊進行受力分析；（如上圖所示）

GNfXYG2G1

由于木塊沿著粗糙斜面勻加速下滑；S＝根據(jù)得：根據(jù)F合=ma

得：Fx=mgsinθ-f=ma①Fy=N-mgcosθ=0②且有：f=μN③聯(lián)立式，解得：一、應(yīng)用牛頓運動定律解答力學問題，可分為兩類：小結(jié)：一類是：已知物體受力情況，求解物體運動情況；一類是：已知物體運動情況，求解物體受力情況。應(yīng)用牛頓運動定律解決力學問題時，

關(guān)鍵的物理量是：加速度a；

關(guān)鍵的步驟是：正確對物體受力情況和運動情況分析；

1、物體以12m/s的初速度從斜面底端向上滑動。斜面的傾角300,動摩擦因數(shù)為/5。且斜面足夠長。求：物體再次回到斜面底端時的速度？以及所經(jīng)歷的時間？V0╮

300V0╮

300課堂練習：受力分析：mgNfmgNfa1a2上滑時300╮

下滑時300╮

分析與點拔：mgsinθ+f=ma1N–mgcosθ=0f=μN解得:a1=g（sinθ+μcosθ)=10×(0.5+)=8m/s2上滑時：mgsinθ-f=ma2N–mgcosθ=0f=μN解得:a2=g（sinθ-μcosθ)=10×(0.5-)=2m/s2下滑時：上滑時間：t1=（0-V0）/（-a1）=12/8=1.5（s）上滑位移：t=t1+t2=4.5sVt=a2t2=2×3=6(m/s)下滑的位移仍為S:鞏固練習1、一輛質(zhì)量為1.0×10３kg的小汽車正以10ｍ/s的速度行駛，關(guān)閉發(fā)動機后，要讓它在12.5ｍ的距離內(nèi)勻減速地停下來，求所需的阻力的大小。2